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铌酸锂

2021-01-20 admin 阅读 128

铌酸锂

铌酸锂(LiNbO3)是一种铌、锂和氧的化合物。其单晶是光波导,移动电话,压电传感器,光学调制器和各种其它线性和非线性光学应用的重要材料。

  化学性质:铌酸锂晶体简称LN,属三方晶系,钛铁矿型(畸变钙钛矿型)结构。相对密度4.30,晶格常数a=0.5147 nm,c=1.3856 nm,熔点1240℃,莫氏硬度5,折射率n0=2.297,ne=2.208(λ=600 nm),介电常数ε=44,ε=29.5,ε=84,ε=30,一次电光系数γ13=γ23=10×10pm/V,γ33=32×10pm/V.Γ22=-γ12=-γ61=6.8×10pm/V,非线性系数d31=-6.3×1p0 m/V,d22=+3.6×10pm/V,d33=-47×10pm/V。铌酸锂是一种铁电晶体,居里点1140℃,自发极化强度50×10C/cm'。经过畸化处理的铌酸锂晶体具有压电、铁电、光电、非线性光学、热电等多性能的材料,同时具有光折变效应。

  生产方法:提拉法以碳酸锂、五氧化二铌为原料制备铌酸锂:将碳酸锂和五氧化二铌放入铂金坩埚中,沿(001)方向生长晶体。为得到优质无色透明圆柱体,必须在晶体生长的两个方向的两个端面的温度略高于居里温度时,再加一个适当大小的电场,形成晶体后将晶体冷却至室温,即制得铌酸锂晶体。

  用途:在微波技术中用于调Q开关、光电调制、倍频、光参量振荡;掺加一定量的铁和其他金属杂质的LN晶体,可用作全息记录介质材料。也用于相位调解器、非挥发性存储器、二次谐波发生器、相位光栅调解器、大规模集成光学系统。还广泛用于红外探测器、高频宽道带滤波器等。

  相关延伸:电光效应是指对晶体施加电场时,晶体的折射率发生变化的效应。有些晶体内部由于自发极化存在着固有电偶极矩,当对这种晶体施加电场时,外电场使晶体中的固有偶极矩的取向倾向于一致或某种优势取向,因此,必然改变晶体的折射率,即外电场使晶体的光率体发生变化。在光通讯中,电-光调制器就是利用电场使晶体的折射率改变这一原理制成的。电光晶体位于起偏镜和检偏镜之间,在未施加电场时,起偏镜和检偏镜相互垂直,自然光通过起偏镜后检偏镜挡住而不能通过。施加电场时,光率体变化,光便能通过检偏镜。通过检偏镜的光的强弱由施加于晶体上的电压的大小来控制,从而实现通过控制电压对光的强弱进行调制的目的。